CN105129039A - 浮式水文测亭装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浮式水文测亭装置，至少包括一仪器专用房，所述仪器专用房设置于一可漂浮于液体的浮箱上；还包括第一桩轴、第二桩轴以及设置于所述第一桩轴外的第一套筒和设置于所述第二桩轴外的第二套筒，所述第一套筒和所述第二套筒可分别沿所述第一桩轴和所述第二桩轴上下移动；所述第一套筒和所述第二套筒分别固定连接于所述浮箱上。本发明的结构设计，将仪器专用房设置于可漂浮于流体的浮箱上，并固定连接于设置于桩轴外侧的套筒上，根据浮箱高出水面的高度以及水位测距仪所测量的高度可以方便地针对不同的水位，在仪器专用房内完成测量。

Description

浮式水文测亭装置

技术领域

本发明涉及水文设施技术领域，尤其涉及一种浮式水文测亭装置。

背景技术

水文测亭装置主要用于测量水域的水位、水质等，是江河、湖泊、海洋和水库等水域主要的水文设施，水文测亭所提供的基本信息是实现水资源优化配置合理利用、防洪科学调度、水环境治理保护及从事众多水事活动所需情况信息的核心内容,其技术支撑作用无可替代。为适应我国经济社会发展和防灾减灾的需要，水文测亭的应用范围也越来越广，从水文观测到环境监测、预报和灾害应急，在防灾减灾、水域管理、环境保护和服务地方经济社会发展中，正发挥着越来越重要的作用。

现有的水文测亭下部漏空，如同吊脚楼。在最低水位处设有一方便工作人员操作的平台。为了满足防汛安全，楼面一般都设置于最高水文以上0.5～1.0m，操作人员通过楼梯到达下部的最低水位平台上。由于楼梯及下部的最低水位平台长期浸泡在水中，经过长期的水垢侵蚀，有的平台上甚至会长满青苔，楼梯通道阴暗潮湿，工作人员上下极为不便，常常有小事故发生，给水文测量、水质监测工作和人员安全造成很大的影响。

另一方面，连接于水文测亭与陆地之间的高架通道，悬空高度大，当遇有大风、大浪时，工作人员在其上行走也不安全。

现有的水文测亭，设置于其上的水位测井的底部一般比实时水位低0.5m。为了满足最低水位的要求，通常只能按最低水位设置，因此，现有的水位测亭的设置，既影响水文观测精度，也影响了水质监测效果。

现有的水文测亭的施工建设过程比较复杂，为了保证水文测亭下部框架的梁柱、楼梯和平台等结构的正常施工，一般在施工时需要设置临时施工围堰。施工围堰的设置，不仅占用了较大的地面面积，景观较差，而且搭建过程比较繁琐，消耗的材料较多，施工周期较长，费时费力。

因此，本领域技术人员亟需研究一种结构简单、使用安全、测量精度较高、施工方便的水文测亭装置。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单使用安全、测量精度较高、施工方便、可随水位自动升降的浮式水文测亭装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种浮式水文测亭装置，至少包括一仪器专用房，所述仪器专用房设置于一可漂浮于液体上的浮箱；还包括第一桩轴、第二桩轴以及设置于所述第一桩轴外的第一套筒和设置于所述第二桩轴外的第二套筒，所述第一套筒和所述第二套筒可分别沿所述第一桩轴和所述第二桩轴上下移动；所述第一套筒和所述第二套筒分别固定连接于所述浮箱上；所述第二桩轴上设置有水位测距仪。

在一些具体实施方式中，所述第一桩轴的顶部设置有避雷针，所述避雷针与设置于所述桩轴内的主筋固定连接，位于所述第一桩轴的底部的所述主筋向外延伸。

在一些具体实施方式中，所述第一套筒为由第一内筒、第一外筒、第一筒顶以及第一筒底构成的中空体，所述第一内筒内设置有多层第一U型槽，所述第一U型槽内嵌设有多个第一滚珠，所述第一滚珠可在所述第一U型槽内滚动；所述第二套筒为由第二内筒、第二外筒、第二筒顶以及第二筒底构成的中空体，所述第二内筒内设置有多层第二U型槽，所述第二U型槽内嵌设有多个第二滚珠，所述第二滚珠可在所述第二U型槽内滚动。

在一些具体实施方式中，所述浮箱为一四周可防液体渗入的中空体；所述浮箱上表面设置有进人孔，所述浮箱内设置有爬梯。。

在一些具体实施方式中，所述第二桩轴的外侧面上还设置有一水位标尺。

在一些具体实施方式中，还包括一浮式交通桥，所述浮式交通桥的一端固定连接于所述浮箱，所述浮式交通桥的另一端可活动地连接于护岸。

在一些具体实施方式中，所述浮式交通桥的另一端设置有卡槽，所述卡槽卡设于设置于护岸的轨道上，且可沿所述轨道移动。

在一些具体实施方式中，还包括第三桩轴，所述第一桩轴、所述第二桩轴和所述第三桩轴分别设置于所述浮箱的不同侧面上。

在一些具体实施方式中，所述仪器专用房外侧固定设置有多个测井管。

在一些具体实施方式中，所述仪器专用房选用轻质材料制作。

本发明的有益效果：

本发明由于采用上述的结构设计，将仪器专用房设置于可漂浮于流体的浮箱上，并固定连接于设置于桩轴外侧的套筒上，由于套筒可随桩轴上下移动，当水位上涨时，浮箱上浮，根据浮箱高出水面的高度以及水位测距仪所测量的高度测量实时水位高程。因此，可以方便地针对不同的水位，在仪器专用房内完成测量。

采用上述的结构设计，由于浮箱为一四周可防液体渗入的中空体，并设置有供工作人员上下的爬梯，在提供工作便利的同时，改善了工作环境，降低了事故发生的可能性。

采用上述的结构设计，在设置于内筒的U型槽内设置有多个滚珠，从而将桩轴与内筒之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，降低了桩轴与内筒相对运动时的阻力，降低了浮箱上下运动时的阻力。

采用上述的结构设计，在浮箱与护岸之间设置一浮式交通桥，工作人员可以通过浮式交通桥方便地进入仪器专用房内，完成水位检测。另外，由于在护岸设置有轨道，浮式交通桥的一端设置有卡槽，卡槽卡设于轨道后可沿轨道移动，因此，水位的变化不会影响到护岸与仪器专用房之间的正常连接，为工作人员在不同情况下的检测提供了便利。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1为本发明浮式水文测亭装置一具体实施例的立面结构示意图。

图2为图1中第一套筒的剖视结构示意图。

图3为图1中浮箱的结构示意图。

图4为图1中仪器专用房与浮箱连接的平面结构示意图。

图5为图1中桩轴与浮箱连接的平面结构示意图。

图6为又一实施例中护岸与浮式交通桥的立面连接结构示意图。

图7为本发明再一实施例的桩轴与浮箱连接的平面结构示意图。

图中：仪器专用房1，测井管11，墙板12，露台13，浮箱2，进人口21，加筋板22，第一凹槽23，第二凹槽24，门洞25，第一桩轴31，第一套筒32，第一内筒321，第一外筒322，第一滚珠323，加强筋板324，主筋33，第二桩轴41，水位测距仪411，水位标尺412，第二套筒42，避雷针5，浮式交通桥6，护岸7，轨道71，防撞橡胶垫块72，钢制爬梯73，扶手74，卡接处75，第三桩轴81。

具体实施方式

实施例1

如图1至图5所示，本实施例提供了一种浮式水文测亭装置。如图1所示，包括一仪器专用房1，仪器专用房1设置于一可漂浮于用作流体的水上的浮箱2上。

上述的水文测亭装置，如图1和图5所示，包括第一桩轴31、第二桩轴41，以及设置于第一桩轴31外的第一套筒32，设置于第二桩轴41外的第二套筒42。其中，第一套筒31和第二套筒41可分别沿第一桩轴31和第二桩轴32上下移动。第一套筒32和第二套筒42分别固定连接于浮箱2上。

由于第一套筒、第二套筒分别固定设置于浮箱上，因此，当浮箱随着第一桩轴和第二桩轴移动时，第一套筒和第二套筒也随之上下移动。

因此，当水位上涨时，浮箱上浮，根据浮箱高出水面的高度以及水位测距仪所测量的高度之差，可以坚持实时水位高程，并可以方便地在仪器专用房内完成各项测量。

如图1所示，第一桩轴31的顶部设置有避雷针5，第一桩轴31的上端部的主筋伸出约0.1m，伸出筋与避雷针5通过焊接方式固定连接；位于第一桩轴31的底部的主筋33向外延伸。主筋33向外延伸出约0.8m，并随沉桩埋入地下，作为接地主筋网。本文所提及的主筋，为钢筋或者其他的导电体。

上述的避雷针优选采用针式避雷针，接地电阻小于1.0欧姆。

如图1所示，第二桩轴41上设置有水位测距仪411，便于实时自动检测水位。第二桩轴41的外表面还设置有水位标尺412，可供人工实时记录水位。具体测量时，根据浮箱高出水面的高度换算成水位，即：实时水位高程＝浮箱顶面水位标尺读数-浮箱高出水面的高度。

图1中，H1为最高水位，H0为最低水位，Hn0为泥面高程。

如图2所示，第一套筒32为由第一内筒321、第一外筒322、第一筒顶以及第一筒底(图中未显示)构成的密封中空体，第一内筒321内设置有多层第一U型槽，第一U型槽内嵌设有多个第一滚珠323，第一滚珠可在第一U型槽内滚动。第二套筒为由第二内筒、第二外筒、第二筒顶以及第二筒底构成的中空体，第二内筒内设置有多层第二U型槽，第二U型槽内嵌设有多个第二滚珠，第二滚珠可在第二U型槽内滚动。本实施例中，第一套筒和第二套筒的结构相同，后面不再赘叙。在功能性说明时，用套筒和桩轴等通用词分别替代第一套筒、第二套筒以及第一桩轴、第二桩轴。

采用上述的结构设计，在设置于内筒的U型槽内设置有多个滚珠，从而将桩轴与内筒之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，降低了桩轴与内筒相对运动时的阻力，降低了浮箱上下运动时的阻力。

具体设计时，套筒的高度优选为与浮箱的高度一致，套筒与浮箱之间通过焊接方式连接为一体，套筒和浮箱随水位变化，一起沿着第一桩轴和第二桩轴上下移动。套筒的强度应满足使用要求，当需要加强时，密封的第一内筒与第一外筒之间可设置若干道加筋板324，第二内筒和第二外筒之间也可采用同样的结构。

由于套筒的高度与浮箱的高度一致，即套筒为深井式筒体，因此，因此，即使在受力不平衡时，套筒与桩轴之间也不会卡阻，降低了装置的故障率，保证了检测的稳定性。

如图3所示，浮箱2为一可漂浮于水上的四周防水渗入的中空体。由于浮箱可以漂浮在水面上，从而为设置于浮箱上的仪器专用房提供浮力。浮箱与套筒通过焊接方式固定连接在一起，套筒与仪器专用房随着浮箱的起伏沿着第一桩轴和第二桩轴上下移动。

浮箱平面形状可与其上的仪器专用房平面一致，或者大于上部的仪器专用房，例如，四周或一边留出露台，供操作人员使用。浮箱的上表面为仪器专用房的底面。

浮箱2上表面设置有进入口21，进人口21设置于靠近仪器专用房的墙板处，进人孔优选为700mm×700mm的方形口，当然，进人孔也可以为其他的形状，比如圆形等。

进人孔21与浮箱2的底部之间设置有钢制爬梯，操作人员可通过该爬梯进入浮箱2内。浮箱2的高程根据防洪最高水位H1进行确定，应考虑波浪爬高和安全超高，至少应高出水面0.5m。

浮箱的上述结构设计，解决了现有的水文测亭装置内阴暗潮湿的问题，在提供工作便利的同时，改善了工作环境，降低了事故发生的可能性。

浮箱2的大小由设置于其上表面的仪器专用房的尺寸确定，浮箱高度根据所需要的浮力计算确定，计算浮力时应同时计入套筒的浮力，浮箱高度按承担荷载后浮箱上表面高程的要求计算确定。浮箱的刚度和强度应满足使用要求，当需要加强时，可在浮箱内设置若干道加筋板22，加筋板22上还可开设门洞25。

浮箱内可以设置配重设施来平衡设置于其上部的一起专用房。配重设施可以选用预制混凝土块，每一配重块通过三个以上的连接点稳定连接于浮箱的底板上。

如图3所示，浮箱2的侧面设置有与第一套筒32和第二套筒42的外径一致的第一凹槽23和第二凹槽24，第一套筒32和第二套筒42焊接于第一凹槽23和第二凹槽24内。

如图4所示，仪器专用房1优选采用轻质单层建筑，由墙板、屋面板和门窗拼装而成。墙板、屋面板可采用轻质板材制作，墙板安装于浮箱2的上表面。墙板可采用U形槽先与浮箱上表面连接，U形槽的底部设置橡胶片防水。然后在U形槽内安装墙板，并将墙板底端与U形槽进行连接。

仪器专用房1的格局按照常规房屋建筑进行设计，仪器专用房1的大小根据需要确定，一般应满足水文观测设施布置的要求。比如，预留水质自动监测仪器和辅助设施放置的空间，设备仪器之间要留有一定的间距，并满足工作人员观测、检修和通行之用。

仪器专用房的设计需满足水位、流量、水质和雨量监测等需要，其内一般应布置若干个井筒，数据采集仪、固态存储器等仪器设备。井筒和仪器均根据需要设置。

仪器专用房1窗户外的墙板12上，或露台13的外侧，外挂设置有若干测井管11，测井管11可以采用PVC管，采用管卡安装于墙板12上；测井管11插入水中的长度为0.5-1.0m，测井管11的上端与窗台平齐，以便于人工监测。测井管11与浮箱2相对固定设置，也就是说，测井管11随着浮箱的移动同步移动，为监测质量提供了保证。

实施例2

如图6所示，本实施例的结构与实施例1基本相同，其不同之处在于，水位测亭装置还包括一浮式交通桥6，浮式交通桥6的一端铰接于浮箱2，浮式交通桥6的另一端可活动地连接于设置于护岸7的二根轨道71上。

在一些具体实施例中，浮式交通桥6的另一端与护岸的铰接处75设置有U型卡槽，U型卡槽铰接于设置在护岸7的二根轨道71上，并可沿轨道移动。因此，水位的变化不会影响到护岸与仪器专用房之间的正常连接，为工作人员在不同情况下的检测提供了便利。

本实施例中的浮式交通桥6为浮式空箱结构，在浮式交通桥的两边还设置有护栏。连接于护岸与浮式水文测亭之间，是水、陆之间的桥梁。工作人员可以通过浮式交通桥安全、方便地进入仪器专用房内，完成水位检测。

由于浮式交通桥6可随着水位升降，因此，即使在不同的水位时，依然起着陆上与浮式水文测亭之间的连接通道的作用。

浮式交通桥6的宽度根据需要确定，一般为1.0～1.5m。浮式交通桥6的桥面的高程与浮箱上表面的高程相同。其中Ha0为护岸高程。

为了延长浮式交通桥6的使用寿命，在浮式交通桥6的端部还设置有防撞橡胶垫块72。

护岸7为直立式，在护岸边设置钢制爬梯73，钢制爬梯73的上端部设置有扶手74，工作人员可通过钢制爬梯73到达位于不同高度的浮箱2。解决了现有技术中由于连接于水文测亭与陆地之间的高架通道，悬空高度大，当遇有大风、大浪时，工作人员在其上行走不安全的问题，为工作人员的安全提供了保障。

本发明的具体实施方式如下：

(1)预制浮箱。按照浮式测亭装置的设计尺寸，在预制场制作周边密封的空心浮箱2。同时在浮箱2的上表面留进人口。同时，根据仪器专用房的尺寸，在浮箱上表面焊接墙板固定槽。

(2)预制套筒。在预制场制作第一套筒，将第一滚珠放入U型槽内，并将第一套筒焊接于第一套筒的内壁上，其中，第一滚珠可在U型槽内沿任意方向移动。第二套筒和第一套筒的结构完全相同，在此不再赘叙。

(3)在预制场预制仪器专用房用墙板、屋面板和门窗等。

(4)在预制场预制浮式交通桥。

(5)按照设定的水文测亭的位置，在水底设置第一桩轴和第二桩轴。施工时要保证第一桩轴和第二桩轴的垂直度，并根据场地高程的需要，清除水底淤泥。

(6)在施工现场，将浮箱与套筒焊接为一体，然后放置于水面上。

(7)将第一套筒从第一桩轴的顶部套入，第二套筒从第二桩轴的顶部套入，并固定于距离水面一定位置处。

(8)安装仪器专用房。在浮箱上安装仪器专用房的墙板、屋面板和门窗，在窗户外的墙板上安装测井管，测井管的底部插入水中约0.5～1.0m。

(9)护岸上安装二根轨道，并在二根轨道上安装U型卡槽和滚轮。

(10)将浮式交通桥放入水中，并将其一端与浮箱铰接，另一端与护岸上的二轨道卡槽铰接。

(11)在第一桩轴的顶端安装避雷器，在第二桩轴的上部安装测距仪，并在第二桩轴的侧面设置水位标尺。

(10)安装完毕后进行调试，如果浮箱受力严重不平衡，则可以在浮箱内适当的位置放置配重实施进行调整，直至受理平衡。

实施例3

本实施例与实施例2基本相同，其不同之处在于，如图7所示，还包括第三桩轴71。本实施例中，仪器专用房1采用三角形平面结构，第一桩轴31、第二桩轴42和第三桩轴71分别设置于三角形仪器专用房的三个拐点处，进一步提高了仪器专用房与浮箱2之间连接的稳定性。

本实施例中的第三桩轴、第三套筒的结构、功能及其连接方式，与第一桩轴和第一套筒的结构、功能及其连接方式均相同，在此不再进行详细描述。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种浮式水文测亭装置，至少包括一仪器专用房，其特征在于，所述仪器专用房设置于一可漂浮于液体上的浮箱；还包括第一桩轴、第二桩轴以及设置于所述第一桩轴外的第一套筒和设置于所述第二桩轴外的第二套筒，所述第一套筒和所述第二套筒可分别沿所述第一桩轴和所述第二桩轴上下移动；所述第一套筒和所述第二套筒分别固定连接于所述浮箱上；所述第二桩轴上设置有水位测距仪。

2.如权利要求1所述的浮式水文测亭装置，其特征在于，所述第一桩轴的顶部设置有避雷针，所述避雷针与设置于所述桩轴内的主筋固定连接，位于所述第一桩轴的底部的所述主筋向外延伸。

3.如权利要求1所述的浮式水文测亭装置，其特征在于，所述第一套筒为由第一内筒、第一外筒、第一筒顶以及第一筒底构成的中空体，所述第一内筒内设置有多层第一U型槽，所述第一U型槽内嵌设有多个第一滚珠，所述第一滚珠可在所述第一U型槽内滚动；所述第二套筒为由第二内筒、第二外筒、第二筒顶以及第二筒底构成的中空体，所述第二内筒内设置有多层第二U型槽，所述第二U型槽内嵌设有多个第二滚珠，所述第二滚珠可在所述第二U型槽内滚动。

4.如权利要求3所述的浮式水文测亭装置，其特征在于，所述浮箱为一四周可防液体渗入的中空体；所述浮箱上表面设置有进人孔，所述浮箱内设置有爬梯。

5.如权利要求2或3或4所述的浮式水文测亭装置，其特征在于，所述第二桩轴的外侧面上还设置有一水位标尺。

6.如权利要求5所述的浮式水文测亭装置，其特征在于，还包括一浮式交通桥，所述浮式交通桥的一端铰接于所述浮箱，所述浮式交通桥的另一端可活动地连接于护岸。

7.如权利要求6所述的浮式水文测亭装置，其特征在于，所述浮式交通桥的另一端设置有卡槽，所述卡槽卡设于设置于护岸的轨道上，且可沿所述轨道移动。

8.如权利要求1所述的浮式水文测亭装置，其特征在于，还包括第三桩轴，所述第一桩轴、所述第二桩轴和所述第三桩轴分别设置于所述浮箱的不同侧面上。

9.如权利要求1所述的浮式水文测亭装置，其特征在于，所述仪器专用房外侧固定设置有多个测井管。

10.如权利要求9所述的浮式水文测亭装置，其特征在于，所述仪器专用房选用轻质材料制作。